濕度定義為氣體中水蒸氣的含量，是一個(gè)重要的環(huán)境參數(shù)。測(cè)量氣體濕度的基本量是混合比，即水蒸氣質(zhì)量與干燥氣體質(zhì)量的比值，用重量濕度計(jì)實(shí)現(xiàn)。然而，用重量法測(cè)量混合比在技術(shù)上比較困難和復(fù)雜，而且實(shí)際濕度值大多是用露點(diǎn)測(cè)量的。本文主要從露點(diǎn)儀的分類、如何選擇露點(diǎn)儀以及在露點(diǎn)儀的測(cè)量中應(yīng)該注意的問題來談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
露點(diǎn)儀principle；分類；露點(diǎn)儀選擇正確；露點(diǎn)儀測(cè)量注意事項(xiàng)；露點(diǎn)儀測(cè)量條件選擇濕度定義為氣體中水蒸氣的含量，是一個(gè)重要的環(huán)境參數(shù)。大氣中的水蒸氣影響著自然界的物理、化學(xué)和生物過程。濕度影響熱、電、光和氣體傳輸?shù)奶匦?。濕度還會(huì)影響固體和液體材料的含水量，引起材料的尺寸變化，金屬材料的腐蝕，甚至生物的存活。濕度測(cè)量和控制廣泛應(yīng)用于航空航天、微電子、原子能、石油化工、電力、氣象、倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域。鑒于濕度測(cè)量的重要性，各國(guó)都在不斷更新和改革濕度標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量氣體濕度的基本量是混合比，即水蒸氣質(zhì)量與干燥氣體質(zhì)量的比值，用重量濕度計(jì)實(shí)現(xiàn)。在重力式濕度計(jì)中，氣流中的水蒸氣和載氣被分離，分別收集稱重(或間接測(cè)量干燥氣體的體積和密度)。然而，用重量法測(cè)量混合比在技術(shù)上是困難和復(fù)雜的。雖然露點(diǎn)不是最基本的濕度單位，但大部分實(shí)際濕度值都是用露點(diǎn)來測(cè)量的。如果將混合比與濕度的關(guān)系比作熱力學(xué)溫標(biāo)與溫度的關(guān)系，露點(diǎn)與濕度的關(guān)系類似于實(shí)際溫標(biāo)(ITS-90)與溫度的關(guān)系。露點(diǎn)濕度計(jì)的原理可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來解釋。如果把光滑的金屬表面放在相對(duì)濕度低于99%的空氣中冷卻，當(dāng)溫度下降到一定值時(shí)，表面附近的相對(duì)濕度達(dá)到99%，表面就會(huì)形成露水。因?yàn)榭諝庵械乃魵庠谶@個(gè)溫度下是飽和的，附著在冷表面的水膜和空氣中的水分處于動(dòng)態(tài)平衡，即單位時(shí)間內(nèi)離開和回到表面的水分子數(shù)量是相同的，這就是雷尼奧原理。原理可以這樣描述:當(dāng)一定體積的濕空氣在恒定的總壓下均勻冷卻，直至空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，這種狀態(tài)稱為露點(diǎn)；在冷卻過程中，氣體和水蒸氣的分壓保持不變。若空氣溫度為Ta，結(jié)露溫度為Td，則濕空氣的相對(duì)濕度可由下式計(jì)算，U=[(露點(diǎn)溫度Td時(shí)的飽和水壓)/(原始溫度Ta時(shí)的飽和水壓)] *查表可得99%公式中的飽和水壓值。0℃以下，水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水在鏡面上結(jié)冰，此時(shí)的溫度也叫霜點(diǎn)。
目前市面上的露點(diǎn)儀大致可以分為以下幾類:1。鏡面型露點(diǎn)儀不同含水量的氣體在不同溫度下會(huì)凝結(jié)在鏡面上。使用光電檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)暴露層并測(cè)量冷凝溫度。2冷鏡型露點(diǎn)儀直接露點(diǎn)顯示。鏡面制冷方式有半導(dǎo)體制冷、液氮制冷和高壓空氣制冷。鏡面露點(diǎn)儀采用直接測(cè)量法，在保證結(jié)露檢測(cè)準(zhǔn)確、鏡面制冷效率高、冷凝溫度測(cè)量精確的前提下，可作為標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀使用。目前國(guó)際上精度達(dá)到0.1℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可以達(dá)到0.5℃以內(nèi)。3電傳感器類型露點(diǎn)儀利用親水或疏水材料作為介質(zhì)，形成電容或電阻。含水氣體流過后，介電常數(shù)或電導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)變化。通過測(cè)量當(dāng)時(shí)的電容或電阻值，就可以知道當(dāng)時(shí)氣體的含水量。這種傳感器設(shè)計(jì)在露點(diǎn)系統(tǒng)上，構(gòu)成了電傳感器露點(diǎn)分析儀。目前國(guó)際上精度達(dá)到1.0℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可以達(dá)到3℃以內(nèi)。4電解法露點(diǎn)儀基于五氧化二磷等物質(zhì)吸收水分分解成極性分子，從而在電極上積累電荷的特性，設(shè)計(jì)了一種基于含水量單位制的電解式微量水分儀。目前國(guó)際上精度達(dá)到1.0℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可以達(dá)到3℃以內(nèi)。5晶體振蕩型露點(diǎn)儀晶體振蕩型露點(diǎn)儀可以利用晶體潤(rùn)濕后振蕩頻率發(fā)生變化的特性來設(shè)計(jì)。這是一個(gè)比較新的技術(shù)，目前還處于不成熟的階段。國(guó)外有相關(guān)產(chǎn)品，但是精度差，成本高。6 露點(diǎn)儀紅外型露點(diǎn)儀可利用氣體中水的紅外光譜吸收特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前這種儀器測(cè)量低露點(diǎn)比較困難，主要是紅外探測(cè)器的峰值檢出率達(dá)不到吸收微量水的水平，氣體中其他成分的含量干擾紅外光譜的吸收。但這是一項(xiàng)非常新的技術(shù)，對(duì)于環(huán)境氣體水分含量的非接觸在線監(jiān)測(cè)具有重要意義。7半導(dǎo)體傳感器露點(diǎn)儀每個(gè)水分子都有其固有的振動(dòng)頻率。當(dāng)它進(jìn)入半導(dǎo)體晶格的間隙時(shí)，與電荷激發(fā)的晶格發(fā)生共振，其共振頻率與水的摩爾數(shù)成正比。水分子的共振可以使半導(dǎo)體結(jié)發(fā)射自由電子，從而增加晶格的電導(dǎo)率，降低阻抗。利用這一特性設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體露點(diǎn)儀可以測(cè)量露點(diǎn)為-100℃的微量水分。
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